高纯度化工产品提纯系统的制作方法

本发明涉及一种化工产品的提纯系统，具体涉及一种高纯度化工产品提纯系统。

背景技术：

在化工生产过程中一般需要对化工原料进行加氢脱硫、脱氢、脱氮等，最后经过精馏塔精馏后得到各种产品，由于精馏之后的产品还含有一定的水分，达不到产品水分含量规定的指标要求，影响产品的销售质量。为了提高产品的纯度，所以一般的产品在精馏之后，会对其进行脱水处理，但现在的提纯设备均存在提纯效果不理想，提纯效率差的问题，比如：

目前的萃取精馏塔的操作，其压差控制很重要，压差一有变化，很容易引起液泛，造成组分不合格，影响产品的纯度。现在的精馏塔直径均为一定，这样通过塔板供气、液两相自由向上流动的截面是有限的，虽然现有的塔板上均设置有降液管，但当气、液向上的流量增大到某个限度时，降液管内的液体便不能顺畅地流下；当管内的液体满到上层板的溢流堰顶时，便要漫到上层塔板，产生不正常积液，最后可导致两层板之间被泡沫液充满，最终一起向上至精馏塔的出气口，这时气体和液体混合从出气口流出，引起液泛，造成产品质量的不合格，影响后序产品的纯度。若液泛过于严重，精馏塔内充满液体，此时即为淹塔，将会严重影响正常生产。

另外，精馏后的脱水，也能提高产品的纯度，但现有的脱水装置，一般是采用多层塔板的结构，相邻两塔板之间盛装有压紧后的分子筛，这样形成多层分子筛床，液体进入后，一般从上层向下渗透，水分子优先进入分子筛床层上表面的分子筛孔隙，这样只有分子筛床层上表面的分子筛孔隙填充满后，才能继续向下，这样由于分子筛床层上表面孔隙吸附水分后自身产生的阻力，降低了液相的流速，从而导致液相向下的渗透速度慢，吸附速度变慢，脱水效率低。另外，现有的分子筛床一般为紧密的分子筛压实而成，这样静置脱水不仅延长了生产时间，而且降低了脱水效率。

技术实现要素：

本发明的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单，能增大液气流动截面，从而提高精馏提纯效率，除泡效果好，能有效防止液泛，而且能使液相和分子筛运动起来，能提高脱水效果和脱水速率，从而从整体上提高了产品的提纯效率和提纯效果的高纯度化工产品提纯系统。

本发明的技术方案是：高纯度化工产品提纯系统，包括依次连接的精馏提纯装置和脱水提纯装置，所述精馏提纯装置包括塔体，所述塔体内设有多层塔板，所述塔板位于塔体内倾斜设置，每层塔板上均设有溢流堰，所述溢流堰的上表面呈水平设置，每层塔板倾斜面的底部位于溢流堰的一侧设有降液管，所述塔体内位于最上方的塔板上方设有与塔体内壁相固定的泡沫过滤板，所述泡沫过滤板的周边设有用于盛装泡沫的环形凹槽，所述环形凹槽通过泡沫抽出管与抽真空泵连接，所述抽真空泵的出口端与塔体内腔连接；

所述泡沫过滤板的底部设有第三液位传感器，所述泡沫抽出管上设有第三电磁阀，所述第三液位传感器通过控制器与第三电磁阀电连接，所述泡沫过滤板的中部设有由电机驱动的转轴，所述转轴上固定设有集泡板，所述集泡板的长度与塔体的半径相一致；

所述泡沫过滤板的上方设有防溢板，所述防溢板的中部设有出气口，所述出气口上设有螺旋管道，所述螺旋管道的出口通过管道与塔体上方的出口连通，所述防溢板上位于出气口的两侧分别设有直径大于出气口的液泛管，所述液泛管的两端分别连通防溢板的上下两侧，所述液泛管上设有第一电磁阀，所述防溢板的底部设有第一液位传感器，所述第一液位传感器通过控制器与第一电磁阀电连接，所述塔体的一侧设有与液泛腔连通的回流管，所述回流管上设有第二电磁阀，所述液泛腔的内壁上设有第二液位传感器，所述第二液位传感器通过控制器与第二电磁阀电连接；所述回流管的出口通过再沸器与塔体的下部连接；

所述塔体上方的出口通过管道与冷凝器连接，所述冷凝器的出口连接有液体储存罐，所述液体储存罐的出口通过泵与脱水提纯装置的原料液体入口连接；

所述脱水提纯装置包括罐体，所述罐体的底部设有出料口，所述罐体内活动设有甩筒，所述甩筒的周边内壁上设有用于连通甩筒内腔和外部的甩孔，所述甩筒内设有一级脱水分子筛，所述一级脱水分子筛分散布置在甩筒内且体积小于甩筒的内腔容积，所述甩筒的底部固定安装在转盘上，所述转盘通过转轴经减速器与电机输出轴连接；

所述罐体的顶部安装有伸入甩筒内腔的输料管，所述输料管上设有多个原料分布器；

所述甩筒的外部套设有脱水筛筒，所述脱水筛筒的底部还安装有振动器，所述脱水筛筒上设有用于连通脱水筛筒内腔和外部的筛孔，所述脱水筛筒与甩筒之间形成二级脱水腔，所述二级脱水腔内盛装有二级脱水分子筛，所述二级脱水分子筛分散布置且体积小于二级脱水腔的容积。

所述罐体的内壁上位于脱水筛筒的底部安装有固定架，所述固定架通过弹簧与脱水筛筒弹性连接，所述转盘通过支撑杆和滚轮活动安装在脱水筛筒的内壁上。

所述原料分布器为与输料管垂直设置的具有出液孔的分布叶片，所述分布叶片为多个，呈分散状间隔设置在输料管的长度方向上。

所述脱水筛筒包括二级筛筒和三级筛筒，所述三级筛筒套设在二级筛筒的外部，且三级筛筒与二级筛筒之间形成三级脱水腔，所述三级脱水腔内设有三级脱水分子筛，所述三级脱水分子筛压紧后的体积与三级脱水腔的容积相一致。

所述罐体内位于出料口的上方间隔设有两个塔床，两个塔床与罐体内壁之间形成四级脱水腔，所述四级脱水腔内盛装有四级脱水分子筛，所述四级脱水分子筛压紧后的体积与四级脱水腔的容积相一致。

所述转盘的中部通过转轴与电机连接，所述电机为正反转电机。

所述甩孔与筛孔的直径均小于脱水分子筛的直径。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：结构简单，设计合理，首先通过对精馏提纯装置的塔板安装方式进行改变，增大了液气流动的截面面积，从而提高了精馏提纯效率；其次通过设置泡沫过滤板和防溢板，能有效消除液泛现象，保证生产的正常进行；再次，通过改变脱水分子筛的填充方式，能降低对水分子的阻挡，提高脱水效率；另外，通过增加甩筒和脱水筛筒，能使内部的分子筛实现运动，从而能使水分子快速通过并对分子筛周身的孔隙迅速进行填充，能提高脱水效率；通过动态和静止的多级脱水，能提高脱水效果，从而控制产品的含水率，从整体上提高产品的提纯效率和提纯效果。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明左半部分的结构示意图；

图2是本发明右半部分的结构示意图；

图中：1.塔体；2.塔板；3.降液管；4.溢流堰；5.泡沫过滤板；6.环形凹槽；7.泡沫抽出管；8.抽真空泵；9.第三液位传感器；10.第三电磁阀；11.转轴；12.集泡板；13.防溢板；14.出气口；15.螺旋管道；16.液泛管；17.第一电磁阀；18.第一液位传感器；19.回流管；20.第二电磁阀；21.液泛腔；22.第二液位传感器；23.再沸器；24.冷凝器；25.液体储存罐；26.泵；27.罐体；28.出料口；29.甩筒；30.甩孔；31.一级脱水分子筛；32.转盘；33.电机；34.支撑杆；35.滚轮；36.输料管；37.原料分布器；38.筛孔；39.二级脱水腔；40.二级脱水分子筛；41.二级筛筒；42.三级筛筒；43.三级脱水腔；44.三级脱水分子筛；45.固定架；46.弹簧；47.振动器；48.塔床；49.四级脱水腔；50.四级脱水分子筛。

具体实施方式

参照图1和图2，高纯度化工产品提纯系统，包括依次连接的精馏提纯装置和脱水提纯装置。图1和图2连接在一起。

其中，精馏提纯装置包括塔体1、塔板2、降液管3、溢流堰4、泡沫过滤板5、集泡板12和防溢板13。

塔板2位于塔体1内倾斜设置，每层塔板2倾斜面的底部位于溢流堰4的一侧设有降液管3，倾斜设置的塔板2一方面能增大液、气流动的截面面积，从而提高精馏效率，另一方便可以在液泛时，液体在自重作用下向倾斜的一侧流动，能加快进入降液管3内，每层塔板2上均设有溢流堰4，溢流堰4的上表面呈水平设置，这样能保证液体溢流入降液管3的速率一致，塔体1内位于最上方的塔板2上方设有与塔体1内壁相固定的泡沫过滤板5，通过泡沫过滤板5能将泡沫进行过滤，防止液体泡沫过快向上流动；泡沫过滤板5的周边设有用于盛装泡沫的环形凹槽6，环形凹槽6通过泡沫抽出管7与抽真空泵8连接，通过泡沫过滤板5的泡沫进入环形凹槽6内存储，并最终通过抽真空泵8抽出，并送入塔体1内循环提纯。

泡沫过滤板5的底部设有第三液位传感器9，泡沫抽出管7上设有第三电磁阀10，第三液位传感器9通过控制器与第三电磁阀10电连接，当第三液位传感器9感应到液体泡沫通过泡沫过滤板5继续向上移动时，第三电磁阀10打开，这样启动抽真空泵8将环形凹槽6内的泡沫抽出，并最终从塔体1的底部重新送入精馏塔内。

泡沫过滤板5的中部设有由电机驱动的转轴11，转轴11上固定设有集泡板12，集泡板12的长度与塔体1的半径相一致，当第三液位传感器9感应到液体泡沫通过泡沫过滤板5继续向上移动时，同时启动电机带动转轴11转动，转轴11同时带动集泡板12刮除泡沫过滤板5上存储的泡沫，将其刮入环形凹槽6内，当液体继续上升至第一液位传感器时，第三电磁阀10关闭，同时集泡板12停止转动。

防溢板13设置在泡沫过滤板5的上方，防溢板13的中部设有出气口14，在出气口14上设有螺旋管道15，螺旋管道15的出口通过管道与塔体上方的出口连通，防溢板13上位于出气口的两侧分别设有直径大于出气口的液泛管16，液泛管16的两端分别连通防溢板13的上下两侧，这样向上流动的液体可通过液泛管16进入防溢板13上方的腔体即液泛腔21；在液泛管16上设有第一电磁阀17，防溢板13的底部设有第一液位传感器18，第一液位传感器18通过控制器与第一电磁阀17电连接，当液体继续向上，第一液位传感器18感应到液位达到设定液位时，或当塔体1内的液位到达第一液位传感器18位置时，第一液位传感器18将信号发送至控制器，控制器收到信号后控制第一电磁阀17打开，由于液泛管16的直径大于螺旋管道15下方的出气口14的直径，而且螺旋管道15在液体自重作用下，上升速度较慢，这样过多的液体会优先经液泛管16进入液泛腔21，防止因液泛现象而将液体与气体一同从塔体1的出口10排出，保证了产品的纯度。

塔体1的一侧设有与液泛腔21连通的回流管19，回流管19上设有第二电磁阀20，液泛腔21的内壁上设有第二液位传感器22，所述第二液位传感器22通过控制器与第二电磁阀20电连接；回流管19的出口通过再沸器23与塔体1的下部连接；当因液泛现象，随着进入液泛腔21内的液体越来越多，液位随之升高，当液位到达第二液位传感器22时，第二液位传感器22将信号发送至控制器，控制器收到信号后控制第二电磁阀20打开，这样液泛腔21内的液体由回流管19流出，防止因液泛腔21液体过多而对塔体产生影响，并最终通过回流管19经再沸器23加热后进入塔体1继续提纯，这样不仅防止了液泛现象，而且能降低原料浪费。

在塔体1上方的出口通过管道与冷凝器24连接，冷凝器24的出口连接有液体储存罐25，液体储存罐25的出口通过泵26与脱水提纯装置的原料液体入口连接；塔体1上方出口提纯的气体，进入冷凝器24冷凝为液体后，进入液体存储罐25内进行存储，需要对其进行进一步提纯时，通过泵26将其输送至脱水提纯装置进行进一步提纯。

其中，上述的脱水提纯装置包括罐体，包括罐体27，在罐体27的底部设有出料口28，罐体27内活动设有甩筒29，甩筒29的周边内壁上设有用于连通甩筒29内腔和外部的甩孔30，甩筒29内设有一级脱水分子筛31，一级脱水分子筛31分散布置在甩筒29内且体积小于甩筒29的内腔容积，通过这种填充盛装方式可以使一级脱水分子筛31在甩筒29内自由活动，从而保证原料液体能快速通过，并加快吸附速率。

甩筒29的底部固定安装在转盘32上，转盘32通过转轴经减速器与电机33的输出轴连接，而且转盘32通过支撑杆34和滚轮35活动安装在脱水筛筒的内壁上。在液体进入甩筒29后，启动电机33带动转盘32转动，当然，转动速率可根据需要控制，以不将分子筛孔隙内吸附的水分甩出为准，转盘32转动来带动甩筒29转动，这样甩筒29将其内腔的一级脱水分子筛31甩动，保证原料液体迅速的对活动的一级脱水分子筛31的孔隙进行填充，并同时使脱水后的原料液体快速通过，加快了脱水速率。

在罐体27的顶部安装有伸入甩筒29内腔的输料管36，输料管36的上端开口与泵26的出口通过管道连通；输料管36上设有多个原料分布器37，其中，原料分布器37为与输料管36垂直设置的具有出液孔的分布叶片，分布叶片为多个，呈分散状间隔设置在输料管36的长度方向上。这种结构，首先可以将原料液体直接送至甩筒29内进行一级吸附，其次通过设置的原料分布器37可以在甩筒29运动时，起到对一级脱水分子筛31的阻挡作用，从而起到相对搅拌的作用，从而进一步使原料液体内的水分均匀的被分子筛进行吸附，将一级脱水分子筛31在离心运动的同时，增加搅拌运动，使液体快速接触分子筛的各个表面，提高吸附效率。

甩筒29的外部套设有脱水筛筒，脱水筛筒上设有用于连通脱水筛筒内腔和外部的筛孔38，脱水筛筒与甩筒29之间形成二级脱水腔39，二级脱水腔39内盛装有二级脱水分子筛40，二级脱水分子筛40分散布置且体积小于二级脱水腔39的容积，通过这种填充盛装方式可以使二级脱水分子筛40在脱水筛筒内自由活动，从而保证原料液体能快速通过，并加快吸附速率。其中，脱水筛筒包括二级筛筒41和三级筛筒42，三级筛筒42套设在二级筛筒41的外部，且三级筛筒42与二级筛筒41之间形成三级脱水腔43，三级脱水腔43内设有三级脱水分子筛44，三级脱水分子筛44压紧后的体积与三级脱水腔43的容积相一致。这样当二级脱水腔39内的液体经过二级脱水后，直接进入三级脱水腔43，经三级脱水分子筛44实现三级脱水，最终通过三级筛筒42与罐体27内壁形成的腔体进入罐体27的底部。

在罐体27的内壁上位于脱水筛筒的底部安装有固定架45，固定架45通过弹簧46与三级筛筒42的底部弹性连接，过弹簧46能起到缓冲作用，三级筛筒42的底部还安装有振动器47，工作时，通过振动器47能使脱水筛筒振动，使二级脱水腔39内的二级脱水分子筛40实现自由运动，同时由于甩筒29在运动过程中也对其外表面接触的分子筛实现振动作用，所以通过上述两个结构能使二级脱水分子筛40在二级脱水腔39内，实现相互的碰撞，从而经甩筒29甩出的液相经过二级脱水腔39脱水时，能在分子筛的运动状态下，迅速充满分子筛周边的所有孔隙，能提高脱水效率。

罐体27内位于出料口28的上方间隔设有两个塔床48，两个塔床48与罐体27内壁之间形成四级脱水腔49，四级脱水腔49内盛装有四级脱水分子筛50，四级脱水分子筛50压紧后的体积与四级脱水腔49的容积相一致。此结构为普通分子筛脱水结构，经三级脱水后的液体经罐体27内壁或三级筛筒42的筛孔落下后，最终经四级脱水腔49内的四级脱水分子筛50进行脱水后，从罐体27的出料口28排出，最终得到高品质、高纯度的产品。

转盘32的中部通过转轴和减速器与电机33连接，电机33为正反转电机，这样可根据需要使转盘有频率的正转和反转，从而实现分子筛不同方向运动。

上述的甩孔30与筛孔38的直径均小于脱水分子筛的直径。

工作时，产品进入精馏提纯装置进行精馏提纯，通过加设螺旋管道15，延长了带有液体的气体与螺旋管道15内壁的接触时间，防止不合格液体随气体一起排出，提高了液体与气体的分离效果，这样从塔体1的出口排出的气体纯度更高，提高了产品的质量；当塔体1内的液位到达第三液位传感器9的位置时，即即将产生液泛现象，这样带有泡沫的液体首先向上流动，通过第三液位传感器9将信号发送至控制器，控制器收到信号后，启动转轴11的电机带动转轴和集泡板12转动，使刚上升的泡沫经集泡板12的转动，将其收集入环形凹槽6内，同时控制器打开第三电磁阀10，并启动抽真空泵8，将环形凹槽6内的泡沫液体抽入塔底重复利用；当液位到达第一液位传感器18位置时，第一液位传感器18将信号发送至控制器，控制器收到信号后控制第一电磁阀17打开，由于液泛管16的直径大于螺旋管道15下方的出气口14的直径，而且螺旋管道15在液体自重作用下，上升速度较慢，这样过多的液体会优先经液泛管16进入液泛腔21，防止因液泛现象而将液体与气体一同从塔体1的出口排出，保证了产品质量；另外，由于当随着进入液泛腔21内的液体越来越多，液泛腔21的液位随之升高，当液位到达第二液位传感器22时，第二液位传感器22将信号发送至控制器，控制器收到信号后控制第二电磁阀20打开，这样液泛腔21内的液体由回流管19流出，防止因液泛腔21液体过多而对塔体产生影响，进入回流管19的液体进入再沸器23进行加热后，并送回塔体1内，提高了生产效率。

经过高纯度精馏后的气体，通过冷凝器24冷凝后，进入液体储存罐25进行存储，并最终通过泵26将原料液体通过输料管36输送至甩筒29内，在原料分布器37的作用下在甩筒29内向四周喷洒，同时启动电机33，通过电机33带动转盘32缓慢规律的正反转动，这样通过甩筒29将其内腔的一级脱水分子筛31带动起来，在甩筒29内运动，同时原料分布器37叶片的搅拌作用，使一级脱水分子筛31相互碰撞，通过这样原料液体可迅速的对活动的一级脱水分子筛31的孔隙进行填充，并同时使一级脱水后的原料液体快速通过，进入二级脱水腔39内；经一级脱水后的原料液体经甩孔30甩出进入二级脱水腔39后，由于甩筒29的外表面对二级脱水腔39内的二级脱水分子筛40进行一个碰撞，这样在二级脱水腔39内，再加上振动器47的作用，可使二级脱水分子筛40实现相互的碰撞运动，这样经甩筒29甩出的液相经过二级脱水腔39脱水时，能在二级脱水分子筛40的运动状态下，迅速充满分子筛周边的所有孔隙，能提高脱水效率；最后位于二级脱水腔39内的液体经二级脱水后，直接进入三级脱水腔43，经三级脱水分子筛44实现三级脱水，最终通过三级筛筒42与罐体27内壁形成的腔体或三级筛筒42底部的筛孔38进入罐体27的底部，在罐体27底部还有静置的四级脱水腔49，经四级脱水分子筛50进行脱水后，从罐体27的出料口28排出，通过四次吸附，能彻底脱除原料液体内含有的水分子，最终得到高品质、高纯度的产品。

本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。